JP2017190732A

JP2017190732A - 密閉型二段圧縮機

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Publication number: JP2017190732A
Application number: JP2016081000A
Authority: JP
Inventors: 陽平堀田; Yohei Hotta; 央幸木全; Hisayuki Kimata; 創佐藤; So Sato; 後藤　利行; Toshiyuki Goto; 利行後藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: WO2017179714A1; EP3409948A1; AU2017251203B2; KR20180107215A; KR102061440B1; EP3409948B1; JP6755114B2; CN108700076A; CN108700076B; AU2017251203A1; EP3409948A4

Abstract

【課題】容易に製造可能であるとともに、ガス中の油を効果的に分離することができる密閉型二段圧縮機を提供する。
【解決手段】内部に油溜まりＯ１を有するハウジング１１内の上部で回転軸１５を支持する軸受本体３１ａ、及び軸受本体３１ａをハウジング１１に支持する軸受ケーシング３１ｂを有する上部軸受３１に対して上方に配置され、ロータリ圧縮機１２から吐出された冷媒Ｒをさらに圧縮するスクロール圧縮機１３を備え、軸受ケーシング３１ｂには、スクロール圧縮機１３へ冷媒Ｒを吸入するように設けられて下方に向かって開口する吸入開口ＦＣａが設けられた吸入流路ＦＣと、吸入開口ＦＣａと電動モータ１４との間に配置されて、径方向外側での吸入開口ＦＣａへの冷媒Ｒの流れを制限するように、ハウジング１１の内面から径方向内側に向かって設けられた制限面６２と、が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉型二段圧縮機に関する。

従来から、例えば冷凍空調用に用いられ、ハウジング内に密閉された低段側圧縮部、及び、高段側圧縮部を備える密閉型二段圧縮機が知られている。そして、このような密閉型二段圧縮機の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１の密閉型二段圧縮機では、低段側圧縮部としてロータリ圧縮機を配置し、高段側圧縮部としてスクロール圧縮機を配置し、ハウジング内に供給されたガスをロータリ圧縮機で圧縮した後、さらにスクロール圧縮機で圧縮してハウジングから吐出する。ハウジング内には低段側圧縮部、及び高段側圧縮部の潤滑用の油が保持された状態で密閉型二段圧縮機が運転される。

ここで、特許文献１の密閉型二段圧縮機では、上下分割タイプのハウジングの分割部分にベアリングブラケットを設け、油を多く含むハウジング内部の外周側領域のガスがスクロール圧縮機へ流入してしまうことを回避する一方で、油の含有量が小さい中心側領域のガスがスクロール圧縮機へ流入するようにして、冷凍サイクルでの油循環量（ＯＣ％）の低減を図っている。

特開２００９−１８０１０７号公報

しかしながら特許文献１のベアリングブラケットのように、冷凍サイクルでの油循環量（ＯＣ％）の低減を目的とする部材をハウジングに溶接で設ける場合、ハウジングへの歪が生じる可能性がある。従って、精度よく密閉型二段圧縮機を製造することが難しく、製造に手間を要する。また特許文献１の密閉型二段圧縮機のベアリングブラケットは、ベアリングケースから荷重を受けるため、剛性確保のため肉厚を大きくする必要がある。この結果、ハウジングの内容積が小さくなってしまい、ガス中の油を分離する際に不利となる。

そこで本発明は、容易に製造可能であるとともに、ガス中の油を効果的に分離することができる密閉型二段圧縮機を提供する。

本発明の第一の態様に係る密閉型二段圧縮機は、内部に油溜まりを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された回転軸と、前記ハウジング内に配置されて前記回転軸を回転させる径方向外側に設けられたステータ及び径方向内側に設けられたロータを有するモータと、前記ハウジング内で前記モータに対して前記回転軸の軸線の方向の一方側に配置され、前記回転軸に接続されてガスを圧縮する低段側圧縮部と、前記ハウジング内で前記モータに対して前記軸線の方向の他方側に配置され、前記回転軸を支持する軸受本体、及び該軸受本体を前記ハウジングに支持する軸受ケーシングを有する軸受装置と、前記軸受装置に対して、前記軸線の方向の他方側に配置され、前記低段側圧縮部から吐出されたガスをさらに圧縮する高段側圧縮部と、を備え、前記軸受ケーシングには、前記高段側圧縮部へガスを吸入するように設けられて前記軸線の方向の一方側に向かって開口する吸入開口が設けられた吸入流路と、前記吸入開口と前記モータとの間に配置されて、径方向外側での前記吸入開口へのガスの流れを制限するように、前記ハウジングの内面から径方向内側に向かって設けられた制限面と、が設けられている。

このような密閉型二段圧縮機では、低段側圧縮部では油溜まりの油とともにガスが圧縮される。このため低段側圧縮部から吐出されたガスには油が含まれている。油を含むガスの一部は、モータに向かって流出した後にステータとロータとの隙間、あるいはロータに設けられた貫通孔を通じて高段側圧縮部に向かって流通する。そしてガスがモータを通過する際にはガス中の油はロータや、ロータの上部に設けられた油分離プレートに接触することでガス中の油含有量が低減される。一方で、ステータとハウジングとの間を通過したガスはロータに接触することなくそのまま高段側圧縮部に向かって流通する。このため、ガス中の油含有量は多いまま高段側圧縮部に向かって流通する。即ち、低段側圧縮部から吐出されたガス中の油量は、ハウジング内の径方向内側で少なく、径方向外側で多くなっている。
ここで、本態様では軸受ケーシングに制限面を設けるといった簡易な手法により、径方向外側で吸入開口へのガスの流入を制限できる。このため、径方向外側の油含有量の多いガスがそのまま吸入開口を通じて吸入流路に流入してしまうことを制限でき、かつ、油含有量の少ない径方向内側のガスを、吸入開口を通じて吸入流路へ流入させることが可能となる。この結果、高段側圧縮部へ油含有量の少ないガスを供給することができ、高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量を低減することができる。よって密閉型二段圧縮機を含むシステム内の油循環量（ＯＣ％）を低減することが可能となる。
さらに、径方向外側のガスが制限面に接触すると、ガス中の油が制限面に付着し、油含有量が減ったガスが制限面によって径方向内側に案内されて吸入開口から吸入流路へ流入する。このように制限面によってガス中の油量が低減されて吸入流路から高段側圧縮部へ供給されるため、高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量を低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）を低減することが可能となる。

また、本発明の第二の態様に係る密閉型二段圧縮機は、上記第一の態様における前記軸受ケーシングに固定されるとともに板状をなし、前記軸線の一方側に前記制限面を有する流入制限プレートをさらに備えていてもよい。

このように軸受ケーシングに流入制限プレートを設けることで、軸受ケーシングに制限面を設けることができるため、ハウジングに流入制限プレートに相当する部材を取り付けて制限面を設ける場合に比べ、非常に容易に制限面を軸受ケーシングに設けることができる。また、既存の軸受ケーシングにも容易に制限面を設けることができる。

また、本発明の第三の態様に係る密閉型二段圧縮機では、上記第一又は第二の態様における前記制限面は、前記ハウジングの内面側となる径方向外側の端部に設けられ、前記軸線に直交して該軸線を中心とした環状をなす平面と、前記平面から径方向内側に向かうに従って、前記軸線の方向の一方側へ向かって傾斜して前記軸線を中心とした円錐台状をなす傾斜面と、を有していてもよい。

このように制限面として円錐台状をなす傾斜面を設けることで、吸入開口から軸線の方向の一方側に延びるように軸線を中心とした環状をなす開口部を形成することができる。このように吸入開口から延びる開口部を環状に形成できるため、開口面積を確保することができ、ハウジング内から吸入流路へ流入するガスの流量を確保することができる。さらに、径方向外側領域の油含有量の多いガスは制限面の平面に沿って径方向内側に流通した後に傾斜面に衝突することで、傾斜面にも油を付着させることができる。よって、さらにガス中の油含有量を低減した状態で、ガスを吸入流路に流入させ、高段側圧縮部へ供給するガス中の油量を低減でき、高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量を低減することができる。よってシステム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。

また、本発明の第四の態様に係る密閉型二段圧縮機では、上記第一から第三の態様における前記制限面の径方向内側の内縁部は、前記ステータよりも径方向内側の位置に配置され、かつ、前記制限面は、前記高段側圧縮部で必要となるガスの吸入量を確保可能に、前記吸入開口の一部を閉塞していてもよい。

このように、制限面の内縁部がステータよりも径方向内側に位置することで、制限面がロータの位置まで延びていることになる。従って、ロータに接触して油量を十分に低減したガスを吸入開口から吸入流路に流入させることができる。よって、高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量をさらに低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。またこの際、高段側圧縮部で必要となるガスの吸入量を確保可能となっているため、高段側圧縮部での圧縮効率低下を回避できる。

また、本発明の第五の態様に係る密閉型二段圧縮機は、上記第一から第四の態様における前記制限面の径方向外側の外縁部と前記ハウジングの内面との間の隙間に設けられたシール部材をさらに備えていてもよい。

このようなシール部材によって、ハウジング内の径方向外側の領域で、ハウジングとステータとの間を通過した油含有量が多いガスが、そのまま制限面とハウジングとの間から高段側圧縮部に流入してしまうことを回避できる。従って、高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量をさらに低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。

また、本発明の第六の態様に係る密閉型二段圧縮機では、上記第一から第五の態様における前記軸受ケーシングには、径方向外側の端部の位置で、前記高段側圧縮部と前記ハウジング内の軸受ケーシングよりも前記軸線の方向の一方側とを連通し、前記高段側圧縮部からの油が流通可能な油落し部がさらに設けられていてもよい。

このような油落し部を設けることで、高段側圧縮部で潤滑に使用された油が油落し部を通じてハウジング内に戻される。従って高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量をさらに低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。
また、油落し部を軸受ケーシングの径方向外側の端部に設けることで、径方向内側に開口する吸入開口から離れた位置に油落し部を設けることになる。従って、油戻し部からハウジングへ戻される油が、吸入開口からそのまま吸入流路に流入してしまうことを回避できる。よって高段側圧縮部で圧縮されて吐出されるガス中の油量をさらに低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。

また、本発明の第七の態様に係る密閉型二段圧縮機では、上記第一から第六の態様における前記軸受ケーシングには、前記軸線の方向に延びるとともに前記モータの配線を挿通可能な収容部が設けられ、前記制限面と前記モータの配線との間の隙間に設けられたシール部材をさらに備えていてもよい。

このようなシール部材によって、モータの配線が挿通される収容部を軸受ケーシングに形成したとしても、制限面とモータの配線との間の隙間をシールすることができる。よって、この隙間を通じて油を含むガスがそのまま高段側圧縮部に供給されてしまうことを抑制することができる。

上記の密閉型二段圧縮機によれば、制限面を軸受ケーシングに設けるといった手法を用いることで、容易に製造可能であるとともに、制限面によってガス中の油を効果的に分離することができる。

本発明の第一実施形態に係る密閉型二段圧縮機を示す縦断面図である。本発明の第一実施形態に係る密閉型二段圧縮機を示し、図１とは周方向の異なる断面位置での縦断面図である。本発明の第一実施形態に係る密閉型二段圧縮機の軸受ケーシング及び流入制限プレートを示す図であって、図１のＩ−Ｉ断面を示す。本発明の第二実施形態に係る密閉型二段圧縮機を示す縦断面図である。本発明の第二実施形態に係る密閉型二段圧縮機の軸受ケーシング及び流入制限プレートを示す図であって、図４のＩＶ−ＩＶ断面を示す。本発明の実施形態の変形例に係る密閉型二段圧縮機の軸受ケーシング及び流入制限プレートを示す図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態における密閉型二段圧縮機１（以下、二段圧縮機１とする）について説明する。
図１及び図２に示すように、二段圧縮機１は、例えば二酸化炭素等のガスである冷媒Rを圧縮する。二段圧縮機１はハウジング１１と、ハウジング１１の内部に設けられたロータリ圧縮機（低段側圧縮部）１２、スクロール圧縮機（高段側圧縮部）１３、電動モータ１４、回転軸１５、及び軸受装置３０と、軸受装置３０に固定された流入制限プレート６１とを備えている。

ハウジング１１は、円筒状をなす本体部２１と、本体部２１の上下の開口を閉塞する上部蓋部２２及び下部蓋部２３とを備えている。そしてハウジング１１は内部の空間を密閉している。

回転軸１５は、ハウジング１１の内部で上下に延びるように配置されている。

電動モータ１４は、回転軸１５の外周側に配置されて回転軸１５を軸線Ｘ回りに回転させる。即ち、電動モータ１４は、回転軸１５の外周面に固定されたロータ３８と、ロータ３８の外周面と隙間を空けてロータ３８と径方向に対向し、ハウジング１１の本体部２１の内面に固定されたステータ３９とを有している。

電動モータ１４は不図示の電源に配線１４ａによって接続されて、この電源からの電力によって回転軸１５を回転させる。ステータ３９は、周方向の一部でハウジング１１の内面に固定されており、ハウジング１１の内面に固定された以外の部分では、ハウジング１１の内面とステータ３９とは径方向に隙間Ｓを空けて配置されている。

ロータリ圧縮機１２は、ハウジング１１の内部で、電動モータ１４の軸線Ｘの方向の一方となる下方で、下部蓋部２３に隣接した位置に配置されている。ロータリ圧縮機１２は、回転軸１５に設けられた偏心軸部４１と、偏心軸部４１に固定され、回転軸１５の回転に伴って軸線Ｘに対して偏心して回転するピストンロータ４２と、ピストンロータ４２を収容する圧縮室Ｃ１が内部に形成されたシリンダ４４とを備えている。

シリンダ４４には冷媒Ｒを内部に流入可能とする吸入孔４４ａが形成されている。吸入孔４４ａにはハウジング１１の本体部２１を貫通して設けられた吸入管３３が接続されており、吸入管３３を通じてハウジング１１の外部から冷媒Ｒが供給される。また、シリンダ４４には不図示の吐出孔が形成されており、この吐出孔からハウジング１１内の電動モータ１４が設けられた領域にロータリ圧縮機１２で圧縮された冷媒Ｒが吐出されるようになっている。

また、ハウジング１１の底部には油Ａが貯留されており、油溜まりＯ１が設けられている。油Ａの初期封入時における油溜まりＯ１の液面は、ロータリ圧縮機１２の上方に位置している。これによりロータリ圧縮機１２は、油溜まりＯ１の中で駆動される。

スクロール圧縮機１３は、ハウジング１１の内部で電動モータ１４の上方に配置されている。スクロール圧縮機１３は、上部軸受３１に固定された固定スクロール５１と、固定スクロール５１の下方で固定スクロール５１に対向して配置された旋回スクロール５７とを備えている。

固定スクロール５１は、上部軸受３１の上面に固定された端板５２と、端板５２から下方に突出する固定ラップ５３とを有している。端板５２の中央部（軸線Ｘ近傍）には、上下に貫通する吐出孔５２ａが形成されている。

旋回スクロール５７は、軸受装置３０（後述する上部軸受３１）と固定スクロール５１の端板５２とで軸線Ｘの方向に挟まれるようにして配置されて回転軸１５に固定された端板５８と、端板５８から上方に突出する旋回ラップ５９とを有している。

端板５８は、回転軸１５の上端に設けられた偏心軸部５６に固定されて、回転軸１５の回転に伴って軸線Ｘに対して偏心して回転する。

旋回ラップ５９は、固定ラップ５３と噛み合うことで固定ラップ５３との間に冷媒Ｒを圧縮する圧縮室Ｃ２を形成している。

ここで固定スクロール５１には、ロータリ圧縮機１２で圧縮されてハウジング１１内に吐出された冷媒Ｒを、軸受装置３０を介して圧縮室Ｃ２内に吸入可能とする不図示の吸入孔が形成されている。圧縮室Ｃ２で圧縮された冷媒Ｒは、固定スクロール５１の吐出孔５２ａを通じて、ハウジング１１内で固定スクロール５１の上部に固定されて固定スクロール５１とディスチャージカバー５０とで囲まれた空間に開口するとともにハウジング１１を貫通して外部に延びて設けられた吐出管３４からハウジング１１の外部へ吐出される。

軸受装置３０としては、ハウジング１１の内部で上部に設けられた上部軸受３１と、ハウジング１１の内部で下部に設けられた下部軸受３２Ａ、３２Ｂとが設けられている。

下部軸受３２Ａ、３２Ｂは、ハウジング１１の下部で回転軸１５をハウジング１１に対して回転可能に支持している。具体的には下部軸受３２Ａ、３２Ｂは、ロータリ圧縮機１２を軸線Ｘの方向に上下から挟むようにして配置されて、シリンダ４４にボルト４８で固定されている。

上部軸受３１は、回転軸１５をハウジング１１に対して回転軸１５の軸線Ｘ回りに回転可能に支持する軸受本体３１ａと、軸受本体３１ａと一体に軸受本体３１ａをハウジング１１に支持する軸受ケーシング３１ｂとを有している。

図１から図３に示すように軸受ケーシング３１ｂには、周方向に互いに間隔をあけて、軸受ケーシング３１ｂの軸線Ｘの方向の全域にわたって軸線Ｘと平行に延びる複数の吸入流路ＦＣが設けられている。本実施形態では、吸入流路ＦＣは軸受ケーシング３１ｂの外周面から径方向内側に凹む断面矩形状の凹状溝となっている。
また軸受ケーシング３１ｂには、軸線Ｘの一方側となる下方に連続して吸入流路ＦＣの下端から径方向内側に延び、軸受ケーシング３１ｂを見た際に下方に向かって扇形形状に開口する吸入開口ＦＣａが設けられている。

さらに軸受ケーシング３１ｂには、吸入開口ＦＣａに干渉しない位置で、外周面から径方向内側に向かって軸線Ｘの方向の全域にわたって凹む凹部（収容部）３１ｃが設けられている。この凹部の内部には電動モータ１４の配線１４ａが配置されている。凹部３１ｃと配線１４ａとハウジング１１の内面との間の隙間にはシール部材６５が設けられている。シール部材６５には例えば樹脂等のシール材を用いることができる。

さらに軸受ケーシング３１ｂには、径方向に貫通して旋回スクロール５７が偏心軸部５６に固定された軸線Ｘの方向の位置で、ハウジング１１の内部に開口する軸受流路３１ｄ（図２参照）が形成されている。

さらに、そして軸受ケーシング３１ｂには、吸入開口ＦＣａ及び凹部３１ｃに干渉しない位置で、かつ、径方向外側の端部の位置で、軸受流路３１ｄに連通するとともに電動モータ１４に向かって軸受ケーシング３１ｂを貫通してハウジング１１の内面に沿って延び、軸受ケーシング３１ｂから下方に突出しする油落し管（油落し部）７２が設けられている。

流入制限プレート６１は、図３に示すように、軸受ケーシング３１ｂに下方からボルト６０によって固定されている。流入制限プレート６１は軸線Ｘを中心とした環状をなしている。流入制限プレート６１は、径方向内側の端部から径方向内側に向かって切り欠かれた複数の切欠部６３を、吸入開口ＦＣａに対応する位置に有している。流入制限プレート６１の下面は制限面６２となっており、切欠部６３の底部が制限面６２の内縁部６２ａを形成している。この内縁部６２ａは、周方向に沿って形成された曲線状をなしている。内縁部６２ａは吸入開口ＦＣａの径方向の中途位置に位置されており、この結果、流入制限プレート６１によって吸入開口ＦＣａの径方向内側の位置のみが電動モータ１４に向かって開口した状態となっている。これにより、制限面６２によって径方向外側での吸入開口ＦＣａへの冷媒Ｒの流れが制限されるようになっている。
また、流入制限プレート６１には、配線１４ａに干渉しないように、配線１４ａの位置に対応する位置で外縁部６２ｂから径方向内側に向かって凹む切欠部６１ａが設けられている。
制限面６２は図１に示すように軸線Ｘを含む断面から見て、ハウジング１１の内面から径方向内側に向かって突出するように設けられている。

さらに本実施形態では、ハウジング１１の内面と、制限面６２の外縁部６２ｂ（ハウジング１１の内面に沿う径方向外側の端縁）との間の隙間にはシール部材６６が設けられている。このシール部材６６には樹脂等のシール部材や、Ｏリング等を用いることができる。

以上説明した本実施形態の二段圧縮機１では、ロータリ圧縮機１２では油溜まりＯ１の油Ａとともに冷媒Ｒが圧縮される。このためロータリ圧縮機１２から吐出された冷媒Ｒには油Ａが含まれている。油Ａを含む冷媒Ｒの一部は、電動モータ１４に向かって流出した後にステータ３９とロータ３８との隙間、あるいはロータ３８に設けられた貫通孔３７を通じてスクロール圧縮機１３に向かって流通する。そして冷媒Ｒが電動モータ１４を通過する際には、冷媒Ｒ中の油Ａはロータ３８や、ロータ３８の上部に設けられて径方向に延びる油分離プレート３８ａに接触することで冷媒Ｒ中の油Ａの含有量が低減される。

一方で、ステータ３９とハウジング１１との間の隙間Ｓを通過した冷媒Ｒはロータ３８に接触することなくそのままスクロール圧縮機１３に向かって流通する。このため、冷媒Ｒ中の油Ａの含有量は多いまま、冷媒Ｒがスクロール圧縮機１３に向かって流通する。即ち、ロータリ圧縮機１２から吐出された冷媒Ｒ中の油Ａの量は、ハウジング１１内の径方向内側で少なく、径方向外側で多くなっている。

ここで、本実施形態では、軸受ケーシング３１ｂに制限面６２を有する流入制限プレート６１を設けることで、径方向外側で吸入開口ＦＣａへの冷媒Ｒの流れを制限できる。このため、径方向外側の油Ａの含有量の多い冷媒Ｒがそのまま吸入開口ＦＣａを通じて吸入流路ＦＣに流入してしまうことを制限できる。さらに、油Ａの含有量の少ない径方向内側の冷媒Ｒを、吸入開口ＦＣａを通じて吸入流路ＦＣへ流入させることが可能となる。

この結果、スクロール圧縮機１３へ油Ａの含有量の少ない冷媒Ｒを供給することができ、スクロール圧縮機１３で圧縮されて吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量を低減することができる。二段圧縮機１を含むシステム内の油循環量（ＯＣ％）を低減することが可能となる。

さらに、径方向外側の冷媒Ｒが制限面６２に接触すると、冷媒Ｒ中の油Ａが制限面６２に付着し、油Ａの含有量が減った冷媒Ｒが制限面６２によって径方向内側に案内され、吸入開口ＦＣａから吸入流路ＦＣへ流入する。このように制限面６２によって冷媒Ｒ中の油Ａの量が低減されて、吸入流路ＦＣからスクロール圧縮機１３へ供給される。このため、スクロール圧縮機１３で圧縮されて吐出管３４からハウジング１１の外部へ吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量を低減することができ、システム内の油循環量（ＯＣ％）を低減することが可能となる。

また、軸受ケーシング３１ｂに流入制限プレート６１を設けることで、軸受ケーシング３１ｂに制限面６２を設けることができる。このため、ハウジング１１に流入制限プレート６１に相当する部材を取り付けて設ける場合に比べ、ハウジング１１への溶接作業等が不要となり、非常に容易に制限面６２を軸受ケーシング３１ｂに設けることができる。よって、制限面６２を有する二段圧縮機１を容易に製造しつつ、冷媒Ｒ中の油Ａを効果的に冷媒Ｒから分離することができる。

また、油落し管７２を設けることで、高段側圧縮部で潤滑に使用された油が油落し管７２を通じてハウジング１１内に戻される。従って、スクロール圧縮機１３で圧縮されて吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量をさらに低減することができる。また、油落し管７２を軸受ケーシング３１ｂの径方向外側の端部に設けることで、径方向内側の吸入開口ＦＣａにおける径方向内側の開口部分から離れた位置に油落し管７２を設けることになる。従って、油戻し管７２からハウジング１１へ戻される油Ａが吸入開口ＦＣａからそのまま吸入流路ＦＣに流入してしまうことを回避できる。従ってスクロール圧縮機１３で圧縮されて吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量をさらに低減することができる。

さらに、シール部材６６によって、ハウジング１１の内部の径方向外側の領域で、ハウジング１１とステータ３９との間の隙間Ｓを通過した油Ａの含有量が多い冷媒Ｒが、そのまま制限面６２とハウジング１１の内面との間からスクロール圧縮機１３に流入してしまうことを回避できる。従って、スクロール圧縮機１３で圧縮されて吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量をさらに低減することができる。

また、電動モータ１４の配線１４ａが挿通される凹部３１ｃを軸受ケーシング３１ｂに形成したとしても、シール部材６５によって、凹部３１ｃと配線１４ａとハウジング１１の内面との間の隙間をシールすることができる。よって、この隙間を通じて油Ａを含む冷媒Ｒがそのままスクロール圧縮機１３に供給されてしまうことを抑制することができる。

〔第二実施形態〕
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第二実施形態における二段圧縮機８０について説明する。なお、図４では説明の便宜上、電動モータ１４の配線１４ａ、及び油落し管７２は図示を省略している。
第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の二段圧縮機８０は、制限面８２を有する流入制限プレート８１が第一実施形態の流入制限プレート６１とは異なっている。

流入制限プレート８１は、ハウジング１１の内面に沿うように径方向外側に配置されて軸線Ｘを中心とした円環状をなす環状部８３と、環状部８３の径方向内側に連続して環状部８３と一体に設けられた円錐部８４とを有している。

環状部８３の下面は、軸線Ｘを中心とした円環状をなす平面８６となっている。また円錐部８４の外面は、軸線Ｘを中心とした円錐台状をなす傾斜面８７となっている。傾斜面８７は、平面８６から径方向内側に向かうに従って、下方に向かって傾斜している。

このように本実施形態の制限面８２は、平面８６と傾斜面８７とを有している。傾斜面８７の径方向内側の端縁である内縁部８７ａはステータ３９よりも径方向内側で、かつ、軸受ケーシング３１ｂ及び回転軸１５よりも径方向外側に位置している。

また本実施形態では、この流入制限プレート８１の内縁部８７ａは、スクロール圧縮機１３で必要となる冷媒Ｒの吸入量を確保可能に、即ち、吸入開口ＦＣａの開口面積を確保可能な位置に配置されている。

以上説明した本実施形態の二段圧縮機８０では、制限面８２が傾斜面８７を有することで、吸入開口ＦＣａから軸線Ｘの方向に下方に延びるように、軸線Ｘを中心とした環状をなす開口部ＯＰを形成することができる。従って、第一実施形態よりも吸入開口ＦＣａが電動モータ１４に向かって開口する面積を大きくすることができる。従ってハウジング１１の内部から吸入流路ＦＣへ流入する冷媒Ｒの流量を確保することができる。

さらに、ハウジング１１内の径方向外側の領域の油Ａの含有量の多い冷媒Ｒは、平面８６に沿って径方向内側に流通した後に傾斜面８７に衝突することで、傾斜面８７にも油Ａを付着させることができる。よって、さらに冷媒Ｒ中の油Ａの含有量を低減した状態で冷媒Ｒを吸入流路ＦＣに流入させ、スクロール圧縮機１３へ供給することができる。この結果、スクロール圧縮機１３で圧縮されてハウジング１１の外部へ吐出される冷媒Ｒ中の油Ａの量をさらに低減することができ、二段圧縮機８０を含むシステム内の油循環量（ＯＣ％）をさらに低減することが可能となる。

また、本実施形態では、傾斜面８７の径方向内側の内縁部８７ａはステータ３９よりも径方向内側に位置しているため、制限面８２がロータ３８の位置まで延びていることになる。従って、ハウジング１１内で径方向内側を流通する冷媒Ｒ、及び冷媒Ｒ中の油Ａをロータ３８に接触させ、ロータ３８で油Ａの量を十分に低減した冷媒Ｒを、吸入開口ＦＣａから吸入流路ＦＣに流入させることができる。

また、流入制限プレート８１の内縁部８７ａを、スクロール圧縮機１３で必要となる冷媒Ｒの吸入量を確保可能となる位置に配置することで、スクロール圧縮機１３での圧縮効率低下を回避できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、軸受ケーシング３１ｂと流入制限プレート６１、８１とは一体となっていてもよい。即ち、制限面６２、８２を軸受ケーシング３１ｂに直接設けてもよい。

さらに、第一実施形態でも第二実施形態と同様に、制限面６２の内縁部６２ａをステータ３９よりも径方向内側に配置してもよい。さらに、この場合、スクロール圧縮機１３で必要となる冷媒Ｒの吸入量を確保可能なように内縁部６２ａの位置を決定するとよい。

また、軸受ケーシング３１ｂには凹部３１ｃに代えて、軸線Ｘの方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に配線１４ａを挿通して配置してもよい。

また、図６に示すように、制限面６２Ａには上方に凹み、軸線Ｘを中心として環状をなす環状凹部９０を設けてもよい。このような環状凹部によって、径方向外側の冷媒Ｒが制限面６２Ａに接触することで制限面６２Ａに付着した油Ａが径方向内側に向かって流れて、吸入開口ＦＣａに吸い込まれないようにすることができる。このような環状凹部９０は、第一実施形態の制限面６２、及び、第二実施形態の制限面８２のいずれにも設けることができる。

また、ハウジング１１内には低段側の圧縮機としてロータリ圧縮機１２を設け、高段側の圧縮機としてスクロール圧縮機１３を設けたが、これに限定されない。例えば、低段側の圧縮機としてスクロール圧縮機１３を設け、高段側の圧縮機としてロータリ圧縮機１２を用いてもよい。また低段側、高段側ともにスクロール圧縮機１３を設けてもよいし、低段側、高段側ともにロータリ圧縮機１２を設けてもよい。さらに、スクロール圧縮機１３及びロータリ圧縮機１２以外の圧縮機を設けてもよい。

また回転軸の軸線が水平方向に延びるように横置きで使用する二段圧縮機にも、上記の制限面６２、８２を設けてもよい。

１、８０…密閉型二段圧縮機
１１…ハウジング
１２…ロータリ圧縮機（低段側圧縮部）
１３…スクロール圧縮機（高段側圧縮部）
１４…電動モータ
１４ａ…配線
１５…回転軸
２１…本体部
２２…上部蓋部
２３…下部蓋部
３０…軸受装置
３１…上部軸受
３１ａ…軸受本体
３１ｂ…軸受ケーシング
３１ｃ…凹部（収容部）
３１ｄ…軸受流路
３２Ａ、３２Ｂ…下部軸受
３３…吸入管
３４…吐出管
３７…貫通孔
３８…ロータ
３８ａ…油分離プレート
３９…ステータ
４１…偏心軸部
４２…ピストンロータ
４４…シリンダ
４４ａ…吸入孔
４８…ボルト
５０…ディスチャージカバー
５１…固定スクロール
５２…端板
５２ａ…吐出孔
５３…固定ラップ
５６…偏心軸部
５７…旋回スクロール
５８…端板
５９…旋回ラップ
６０…ボルト
６１…流入制限プレート
６１ａ…切欠部
６２、６２Ａ…制限面
６２ａ…内縁部
６２ｂ…外縁部
６３…切欠部
６５…シール部材
６６…シール部材
７２…油落し管（油落し部）
８１…流入制限プレート
８２…制限面
８３…環状部
８４…円錐部
８６…平面
８７…傾斜面
８７ａ…内縁部
９０…環状凹部
Ｃ１…圧縮室
Ｃ２…圧縮室
Ｏ１…油溜まり
Ｒ…冷媒
Ｘ…軸線
Ａ…油
Ｓ…隙間
ＦＣ…吸入流路
ＦＣａ…吸入開口
ＯＰ…開口部

Claims

内部に油溜まりを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置された回転軸と、
前記ハウジング内に配置されて前記回転軸を回転させる径方向外側に設けられたステータ及び径方向内側に設けられたロータを有するモータと、
前記ハウジング内で前記モータに対して前記回転軸の軸線の方向の一方側に配置され、前記回転軸に接続されてガスを圧縮する低段側圧縮部と、
前記ハウジング内で前記モータに対して前記軸線の方向の他方側に配置され、前記回転軸を支持する軸受本体、及び該軸受本体を前記ハウジングに支持する軸受ケーシングを有する軸受装置と、
前記軸受装置に対して、前記軸線の方向の他方側に配置され、前記低段側圧縮部から吐出されたガスをさらに圧縮する高段側圧縮部と、
を備え、
前記軸受ケーシングには、
前記高段側圧縮部へガスを吸入するように設けられて前記軸線の方向の一方側に向かって開口する吸入開口が設けられた吸入流路と、
前記吸入開口と前記モータとの間に配置されて、径方向外側での前記吸入開口へのガスの流れを制限するように、前記ハウジングの内面から径方向内側に向かって設けられた制限面と、
が設けられている密閉型二段圧縮機。
前記軸受ケーシングに固定されるとともに板状をなし、前記軸線の一方側に前記制限面を有する流入制限プレートをさらに備える請求項１に記載の密閉型二段圧縮機。
前記制限面は、
前記ハウジングの内面側となる径方向外側の端部に設けられ、前記軸線に直交して該軸線を中心とした環状をなす平面と、
前記平面から径方向内側に向かうに従って、前記軸線の方向の一方側へ向かって傾斜して前記軸線を中心とした円錐台状をなす傾斜面と、
を有する請求項１又は２に記載の密閉型二段圧縮機。
前記制限面の径方向内側の内縁部は、前記ステータよりも径方向内側の位置に配置され、
かつ、前記制限面は、前記高段側圧縮部で必要となるガスの吸入量を確保可能に、前記吸入開口の一部を閉塞する請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型二段圧縮機。
前記制限面の径方向外側の外縁部と前記ハウジングの内面との間の隙間に設けられたシール部材をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型二段圧縮機。
前記軸受ケーシングには、径方向外側の端部の位置で、前記高段側圧縮部と前記ハウジング内の軸受ケーシングよりも前記軸線の方向の一方側とを連通し、前記高段側圧縮部からの油が流通可能な油落し部がさらに設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型二段圧縮機。